KR20140087358A - 수냉식 전동기의 프레임장치 - Google Patents

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KR20140087358A
KR20140087358A KR1020120157391A KR20120157391A KR20140087358A KR 20140087358 A KR20140087358 A KR 20140087358A KR 1020120157391 A KR1020120157391 A KR 1020120157391A KR 20120157391 A KR20120157391 A KR 20120157391A KR 20140087358 A KR20140087358 A KR 20140087358A
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최강민
김태한
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Abstract

본 발명은 수냉식 전동기의 프레임장치에 관한 것이다. 본 발명에서 내측프레임(10)의 내부에는 내측내부공간(12)이 형성된다. 상기 내측내부공간(12)은 상개측프레임(10)의 일단부에서 내측차폐판(18)에 의해 폐쇄되고 타단부에서 개방된다. 상기 내측프레임(10)이 삽입되는 외측내부공간(32)이 내부에 형성된 외측프레임(30)은 상기 내측프레임(10)과 마주보는 쪽이 개방되고 반대쪽이 외측차폐판(38)에 의해 차폐된다. 상기 내측프레임(10)은 상기 외측프레임(30)의 내부에 압입된 상태로 체결구(46)에 의해 서로 체결되어 상기 내측프레임(10)의 내측벽(14) 외면과 상기 외측프레임(30)의 외측벽(34) 내면 사이에 유로(44)가 형성된다. 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)은 제1시일(24)과 제2시일(26)을 압착시킨 상태로 결합된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 프레임장치의 부품수가 최소화되고 조립공정의 공수가 줄어들고 열에 의한 변형이 발생하지 않아 불량율이 낮아지는 이점이 있다.

Description

수냉식 전동기의 프레임장치{Frame apparatus for water cooled motor}
본 발명은 수냉식 전동기의 프레임장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내측프레임과 외측프레임이 서로 체결구에 의해 결합되어 이루어지는 수냉식 전동기의 프레임장치에 관한 것이다.
전동기는 전기를 사용하여 회전력을 만들어내는 것으로, 회전자와 고정자 사이의 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 만들어낸다. 이들 회전자와 고정자 사이에서 전자기적 상호작용이 일어날 때 열이 발생되는데, 이 열이 외부로 적절하게 배출되지 않으면 전동기의 성능이 떨어지게 된다.
전동기에서 발생하는 열을 외부로 배출하기 위해서는 물을 사용하는데, 상기 전동기의 프레임 내부에 물을 유동시키기 위해서는 프레임에 물이 유동되는 유로를 형성하여야 한다. 이를 위해서 프레임을 내측프레임과 외측프레임으로 구성하고, 이들 사이에 유로를 형성하는데, 상기 유로에서 물이 누설되지 않도록 하기 위해서는 내측프레임과 외측프레임을 열박음하고 용접을 통해서 내측프레임과 외측프레임을 서로 결합시키게 된다.
하지만, 상기 내측프레임의 내부에는 고정자가 압입되어 설치되는데, 내측프레임과 외측프레임의 결합시에도 내측프레임에 열이 가해지고 상기 고정자의 압입시에도 열이 가해지므로 프레임의 구조가 열변형될 가능성이 커서 상기 유로에서의 누설이 발생하는 경우가 많다.
그리고, 용접을 통해서 상기 내측프레임과 외측프레임을 결합함에 의해 열변형이 많이 생기는 문제점도 있다.
또한, 상기 내측프레임과 외측프레임에는 각각 상기 회전자를 관통하여 압입되는 회전축을 지지하기 위한 브라켓들이 구비되는데, 이들 브라켓들을 상기 내측프레임과 외측프레임에 고정하기 위해서는 공수가 많아지고 전체 전동기의 부품수가 많아지는 문제점도 있다.
대한민국 공개특허공보 제 10-1998-0013743 호 대한민국 공개특허공보 제 10-2004-0025997 호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 냉각을 위한 냉각수가 유동되는 유로를 가진 전동기의 프레임장치의 구성을 간소화하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수냉식 전동기의 프레임장치의 내측프레임과 외측프레임을 삽입공정에 의해 결합하고 체결구로 체결할 수 있도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 내측내부공간이 형성되고 내측단부판이 상기 내측내부공간의 일단부를 차폐하고 상기 내측내부공간의 타단부가 개방되며 양단부를 둘러 내측제1플랜지와 내측제2플랜지가 돌출되어 형성되는 내측프레임과, 상기 내측프레임이 안착되는 외측내부공간이 내부에 형성되고 외측단부판이 상기 외측내부공간의 타단부를 차폐하고 상기 외측내부공간의 일단부가 개방되며 상기 외측내부공간이 개방된 일단부 쪽의 외면을 둘러 상기 내측제1플랜지와 결합되는 외측플랜지가 형성되는 외측프레임을 포함하고, 상기 내측프레임이 상기 외측프레임의 외측내부공간 내에 삽입되어 결합됨에 의해 상기 내측프레임의 외면과 상기 외측프레임의 내면 사이에 유로가 형성되어 냉각수가 유동된다.
상기 내측프레임의 내측제1플랜지와 상기 외측프레임의 외측플랜지가 서로 체결구에 의해 체결되고, 상기 내측프레임의 내측제2플랜지가 상기 외측프레임의 외측내부공간의 내면에 삽입되며 상기 내측제2플랜지가 상기 외측프레임의 외측단부판 가장자리에 대응되는 부분과 체결구에 의해 체결된다.
상기 내측프레임의 개방된 타단부와 상기 외측프레임의 타단부를 폐쇄하는 외측단부판의 내면 사이에 제1시일이 설치되고, 상기 내측프레임의 내측제1플랜지와 상기 외측프레임의 외측플랜지의 사이에 제2시일이 설치된다.
상기 내측프레임과 외측프레임은 각각 원통형상으로 형성된다.
상기 외측프레임의 외측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 내측프레임의 외측에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제1가이드가 구비되고, 상기 내측프레임의 내측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 상기 외측프레임의 내면에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제2가이드가 구비된다.
상기 제1가이드와 제2가이드는 그 폭이 서로 다르게 형성된다.
상기 내측단부판과 외측단부판의 중앙을 관통하여 각각 축공이 형성된다.
상기 내측단부판이 상기 내측프레임과 별개로 만들어져 장착되고, 상기 외측단부판이 상기 외측프레임과 별개로 만들어져 장착된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 내측내부공간이 형성되고 내측단부판이 상기 내측내부공간의 일단부를 차폐하고 상기 내측내부공간의 타단부가 개방되는 내측프레임과, 상기 내측프레임이 안착되는 외측내부공간이 내부에 형성되고 외측단부판이 상기 외측내부공간의 타단부를 차폐하고 상기 내측프레임의 내측단부판과 마주보는 일단부가 개방되는 외측프레임을 포함하고, 상기 내측프레임이 상기 외측프레임의 외측내부공간 내에 삽입되어 상기 내측프레임의 외면과 상기 외측프레임의 내면 사이에 유로가 형성되어 냉각수가 유동된다.
상기 외측내부공간이 개방된 쪽의 외측프레임과 내측프레임의 사이에 제1시일이 압착되고 상기 내측내부공간이 개방된 쪽의 내측프레임과 외측프레임의 사이에 제2시일이 압착되어 설치된다.
상기 내측프레임의 폐쇄된 일단부의 외면을 둘러서는 내측제1플랜지가 구비되고 반대쪽 단부의 외면을 둘러서는 내측제2플랜지가 구비되며, 상기 외측프레임의 개방된 일단부의 외면을 둘러서는 상기 내측제1플랜지와 결합되는 외측플랜지가 구비되어 상기 내측제1플랜지와 외측플랜지가 체결구로 체결되고 상기 내측제2플랜지와 상기 외측프레임이 체결구로 체결된다.
상기 내측제2플랜지의 외경은 상기 외측프레임의 외측내부공간의 내면에 삽입되도록 설계된다.
상기 외측프레임의 외측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 내측프레임의 외측에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제1가이드가 구비되고, 상기 내측프레임의 내측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 상기 외측프레임의 내면에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제2가이드가 구비된다.
상기 제1가이드와 제2가이드는 그 폭이 서로 다르게 형성된다.
상기 내측단부판과 외측단부판의 중앙을 관통하여 각각 축공이 형성된다.
상기 내측단부판이 상기 내측프레임과 별개로 만들어져 장착되고, 상기 외측단부판이 상기 외측프레임과 별개로 만들어져 장착된다.
본 발명에 의한 수냉식 전동기의 프레임장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
먼저, 내부에 냉각수가 유동되는 유로를 구비하는 프레임장치의 구성이 내측프레임, 외측프레임, 시일 그리고 체결구로 이루어지므로 부품수가 상대적으로 적어져 조립공수가 줄어드는 등 원가가 낮아지는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에서는 내측프레임과 외측프레임이 결합되는 과정에서 열을 사용하지 않으므로 내측프레임과 외측프레임의 열변형이 발생하지 않게 되는 효과도 있다.
그리고, 본 발명에서는 내측프레임과 외측프레임에 각각 전동기의 회전축이 관통하는 축공이 형성되는 단부판이 일체로 되어 있어 전체적으로 부품수가 최소화되어 조립공수가 줄어드는 등 원가가 낮아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 프레임장치의 바람직한 실시예의 구성이 채용된 전동기를 개략적으로 보인 개략 단면도.
도 2는 본 발명 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 내측프레임의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 외측프레임의 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예에서 내측제1플랜지와 외측플랜지에 형성된 체결공과 장착공의 구성을 보인 부분단면 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 개략 단면도.
이하 본 발명에 의한 프레임장치의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도면들에 도시된 바에 따르면, 내측프레임(10)의 내부에는 내측 내부공간(12)이 형성된다. 상기 내측내부공간(12)에는 아래에서 설명될, 고정자((50), 회전자(52) 그리고 회전축(54) 등이 설치된다. 본 실시예에서 상기 내측프레임(10)은 원통형상으로 되어 있다. 하지만, 상기 내측프레임(10)이 반드시 원통형상일 필요는 없다.
상기 내측프레임(10)의 외면을 내측벽(14)이 형성한다. 상기 내측벽(14)의 내면에는 아래에서 설명될 고정자(50)가 압입되어 설치된다. 상기 내측벽(14)의 외면은 아래에서 설명될 유로(44)의 내면을 형성한다.
상기 내측프레임(10)의 일단부에는 내측제1플랜지(16)가 상기 내측벽(14)의 외면을 둘러 돌출되어 형성된다. 상기 내측제1플랜지(16)에는 다수개의 제1체결공(16')과 제1장착공(16")이 형성되어 있다. 상기 제1체결공(16')과 제1장착공(16")은 하나의 원궤적을 따라 교대로 형성되고, 상기 내측제1플랜지(16)를 관통하여 형성된다.
상기 내측프레임(10)에서 상기 내측제1플랜지(16)의 반대쪽인 타단부에는 내측제2플랜지(18)가 돌출되어 형성된다. 상기 내측제2플랜지(18)는 상기 내측프레임(10)의 외면에 돌출되어 형성되는데, 상기 내측제2플랜지(18)는 상기 내측제1플랜지(16)에 비해 상대적으로 덜 돌출되어 있다. 상기 내측제2플랜지(18)에는 제2체결공(18')이 천공되어 있다.
상기 내측프레임(10)의 일측 단부에는 내측단부판(20)이 일체로 구비되어 상기 내측내부공간(12)을 차폐한다. 따라서, 상기 내측내부공간(12)은 상기 내측프레임(10)의 타측단으로만 개방된다. 물론, 상기 내측단부판(20)의 중앙에는 축공(22)이 천공되어 있다. 상기 축공(22)에는 아래에서 설명될 회전축(54)의 일단부가 회전가능하게 지지된다. 상기 축공(22)에는 별도의 베어링(도시되지 않음)이 설치될 수 있다.
상기 내측프레임(10)과 아래에서 설명될 외측프레임(30)의 사이에는 제1 및 제2 시일(24,26)이 각각 설치되어 누설을 방지한다. 상기 제1 시일(24)은 상기 내측제2플랜지(18)의 일면에 안착되어 아래에서 설명될 외측프레임(30)의 외측단부판(40)의 내면 일측과의 사이에 압착된다. 상기 제2시일(26)은 상기 내측제1플랜지(16)의 일면에 안착되어 아래에서 설명될 외측프레임(30)의 외측플랜지(36) 일면과의 사이에 압착된다.
외측프레임(30)의 내부에는 상기 내측프레임(10)이 안착되는 외측내부공간(32)이 형성된다. 상기 외측프레임(30)의 외면을 외측벽(34)이 형성한다. 상기 외측벽(34)의 일단부에는 외측플랜지(36)가 돌출되어 형성된다. 상기 외측플랜지(36)는 상기 외측벽(34)의 외면을 둘러 돌출되어 있다. 상기 외측플랜지(36)는 상기 내측프레임(10)의 상기 내측제1플랜지(16)와 결합된다. 상기 외측플랜지(36)가 형성된 쪽으로 상기 외측내부공간(32)이 개방된다.
상기 외측플랜지(36)에는 상기 내측제1플랜지(16)의 제1체결공(16')과 제1장착공(16")과 각각 대응되게 제1체결공(36')과 제1장착공(36")이 형성된다. 즉, 상기 제1체결공(36')과 제1장착공(36")이 교대로 형성된다. 여기서 상기 제1체결공(36')은 상기 외측플랜지(36)를 완전히 관통하지는 않는다. 이와 같은 구성은 도 5에 잘 도시되어 있다.
한편, 상기 외측프레임(30)에서 상기 외측플랜지(36)가 형성된 반대쪽 단부에는 상기 내측프레임(10)의 내측제2플랜지(18)와의 체결을 위한 체결구(46)가 체결되는 제2체결공(38')이 형성된다. 상기 제2체결공(38')은 아래에서 설명될 외측단부판(40)의 가장자리에 해당되는 위치에 형성된다. 상기 제2체결공(38')이 형성된 위치는 상기 제1시일(24)이 안착되는 위치보다는 외측내부공간(32)을 기준으로 외측에 있다.
상기 외측플랜지(36)가 형성된 반대쪽인 외측프레임(30)의 타단부를 차폐하도록 외측단부판(40)이 형성된다. 상기 외측단부판(40)에는 아래에서 설명될 회전축(54)이 회전가능하게 지지되는 축공(42)이 형성된다.
상기 내측프레임(10)은 상기 외측프레임(30)의 내부로 삽입되어 상기 외측내부공간(32) 내에 위치된다. 즉, 상기 외측프레임(30)의 내면에 상기 내측프레임(10)의 외면이 삽입된다. 보다 정확하게 말하면 상기 내측프레임(10)의 내측제2플랜지(18)가 상기 외측프레임(30)의 외측내부공간(32) 내면에 밀착된다.
이와 같이 내측프레임(10)이 상기 외측프레임(30)의 내부에 삽입되어 설치되면, 상기 내측프레임(10)의 내측벽(14) 외면과 상기 외측프레임(30)의 외측벽(34) 내면 사이에 유로(44)가 형성된다. 참고로 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 내측벽(14)의 외면이나 상기 외측벽(34)의 내면에는 상기 유로(44)를 형성하기 위한 구획벽(도시되지 않음)들이 형성된다.
상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)은 체결구(46)에 의해 서로 체결된다. 상기 체결구(46)는 상기 내측제1플랜지(16)의 제1체결공(16')과 외측플랜지(36)의 제1체결공(36')에 동시에 체결되고, 상기 내측제2플랜지(18)의 제2체결공(18')과 외측프레임(30)의 제2체결공(28')에 동시에 체결된다. 상기 내측제1플랜지(16)의 제1장착공(16")과 외측플랜지(36)의 제1장착공(36")을 관통하여서는 장착구(47)가 관통하여 전동기를 설치하기 위한 고정부에 체결된다.
한편, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 외측프레임(30)의 외측벽(34)이나 상기 외측단부판(40) 또는 상기 내측단부판(20) 등에서는 상기 유로(44)로 냉각수를 공급하고 배출하는 공급구와 배출구(도시되지 않음)들이 구비될 수 있다.
상기 프레임장치의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 고정자(50), 회전자(52) 및 회전축(54)이 설치된다. 상기 고정자(50)는 상기 내측프레임(10)의 내측내부공간(12) 내에 압입되어 설치된다. 상기 회전자(52)는 상기 고정자(50)의 내측에 소정의 간극을 두고 설치된다. 상기 회전자(52)의 중앙을 관통하여서는 상기 회전축(54)이 압입되어 설치된다. 상기 회전축(54)은 일단부가 상기 내측단부판(20)의 축공(22)에 회전가능하게 설치되고, 타단부가 상기 외측단부판(40)의 축공(42)에 회전가능하게 지지되어 설치된다.
다음으로 도 6을 참고하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 중요 부분 위주로 설명한다.
본 실시예에서 내측프레임(110)의 내부에는 내측 내부공간(112)이 형성된다. 상기 내측내부공간(112)에는 고정자(150), 회전자(152) 그리고 회전축(154) 등이 설치된다. 상기 내측프레임(110)의 외면을 내측벽(114)이 형성한다. 상기 내측벽(114)의 내면에는 고정자(150)가 압입되어 설치된다. 상기 내측벽(114)의 외면은 아래에서 설명될 유로(144)의 내면을 형성한다.
상기 내측프레임(110)의 일단부에는 내측제1플랜지(116)가 상기 내측벽(114)의 외면을 둘러 돌출되어 형성된다. 상기 내측제1플랜지(116)에는 다수개의 제1체결공(116')과 제1장착공(116")이 형성되어 있다. 상기 제1체결공(116')과 제1장착공(116")은 하나의 원궤적을 따라 교대로 형성되고, 상기 내측제1플랜지(116)를 관통하여 형성된다.
상기 내측제1플랜지(116)에 인접한 내측벽(114)의 외면에는 제1가이드(117)가 형성된다. 상기 제1가이드(117)는 상기 내측제1플랜지(116)나 상기 내측벽(114)에서 연장되어 소정 폭(P)만큼 돌출되게 형성된다. 상기 제1가이드(117)의 선단에는 가이드경사면(117')이 형성된다. 상기 제1가이드(117)는 상기 내측벽(114)의 외면을 둘러 형성되는데, 전체 외경이 아래에서 설명될 외측플랜지(130)의 외측내부공간(132)의 내경과 같도록 된다. 따라서, 상기 가이드경사면(117')은 외측플랜지(130)의 선단을 안내하여 상기 제1가이드(117)가 상기 외측내부공간(132)의 내부로 원활하게 삽입되도록 한다.
상기 내측프레임(110)에서 상기 내측제1플랜지(116)의 반대쪽인 타단부에는 내측제2플랜지(118)가 돌출되어 형성된다. 상기 내측제2플랜지(118)는 상기 내측프레임(110)의 외면에 돌출되어 형성되는데, 상기 내측제2플랜지(118)는 상기 내측제1플랜지(116)에 비해 상대적으로 덜 돌출되어 있다. 상기 내측제2플랜지(118)에는 제2체결공(118')이 천공되어 있다.
상기 내측프레임(110)의 일측 단부에는 내측단부판(120)이 일체로 구비되어 상기 내측내부공간(112)을 차폐한다. 따라서, 상기 내측내부공간(112)은 상기 내측프레임(110)의 타측단으로만 개방된다. 물론, 상기 내측단부판(120)의 중앙에는 축공(122)이 천공되어 있다. 상기 축공(122)에는 아래에서 설명될 회전축(154)의 일단부가 회전가능하게 지지된다. 상기 축공(122)에는 별도의 베어링(도시되지 않음)이 설치될 수 있다.
상기 내측프레임(110)과 아래에서 설명될 외측프레임(130)의 사이에는 제1 및 제2 시일(124,126)이 각각 설치되어 누설을 방지한다. 상기 제1 시일(124)은 상기 내측제2플랜지(118)의 일면에 안착되어 아래에서 설명될 외측프레임(130)의 외측단부판(140)의 내면 일측과의 사이에 압착된다. 상기 제2시일(126)은 상기 내측제1플랜지(116)의 일면에 안착되어 아래에서 설명될 외측프레임(130)의 외측플랜지(136) 일면과의 사이에 압착된다.
외측프레임(130)의 내부에는 상기 내측프레임(110)이 안착되는 외측내부공간(132)이 형성된다. 상기 외측프레임(130)의 외면을 외측벽(134)이 형성한다. 상기 외측벽(134)의 일단부에는 외측플랜지(136)가 돌출되어 형성된다. 상기 외측플랜지(136)는 상기 외측벽(134)의 외면을 둘러 돌출되어 있다. 상기 외측플랜지(136)는 상기 내측프레임(110)의 상기 내측제1플랜지(116)와 결합된다. 상기 외측플랜지(136)가 형성된 쪽으로 상기 외측내부공간(132)이 개방된다.
상기 외측플랜지(136)에는 상기 내측제1플랜지(116)의 제1체결공(116')과 제1장착공(116")과 각각 대응되게 제1체결공(136')과 제1장착공(136")이 형성된다. 즉, 상기 제1체결공(136')과 제1장착공(136")이 교대로 형성된다. 여기서 상기 제1체결공(136')은 상기 외측플랜지(136)를 완전히 관통하지는 않는다. 이와 같은 구성은 도 5에 잘 도시되어 있다.
상기 외측프레임(130)의 내면중 상기 내측프레임(110)의 내측내부공간의 입구 가장자리와 대응되는 부분을 둘러서는 제2가이드(137)가 형성된다. 상기 제2가이드(137)는 상기 제1가이드(137)의 구성과 유사한 것으로, 선단에 가이드경사면(137)을 구비한다. 상기 가이드경사면(137)은 상기 내측프레임(110)의 입구 내측을 안내하여 내측프레임(110)과 외측프레임(130)의 결합이 용이하게 이루어지도록 한다.
상기 제2가이드(137)의 폭(P')은 상기 제1가이드(117)의 폭(P)과 다르게 된다. 이는 제1가이드(117)와 제2가이드(137)가 동시에 상대측과 결합되지 않고 순차적으로 결합되도록 하기 위함이다. 그리고, 상기 제1가이드(117)와 제2가이드(137)의 가이드경사면(117',137')과 대응되는 상대물에도 각각 가이드경사(도면부호 부여 않음)를 두는 것이 좋다.
상기 외측프레임(130)에서 상기 외측플랜지(136)가 형성된 반대쪽 단부에는 상기 내측프레임(110)의 내측제2플랜지(118)와의 체결을 위한 체결구(146)가 체결되는 제2체결공(138')이 형성된다. 상기 제2체결공(138')은 아래에서 설명될 외측단부판(140)의 가장자리에 해당되는 위치에 형성된다. 상기 제2체결공(138')이 형성된 위치는 상기 제1시일(124)이 안착되는 위치보다는 외측내부공간(132)을 기준으로 외측에 있다.
상기 외측플랜지(136)가 형성된 반대쪽인 외측프레임(130)의 타단부를 차폐하도록 외측단부판(140)이 형성된다. 상기 외측단부판(40)에는 아래에서 설명될 회전축(154)이 회전가능하게 지지되는 축공(142)이 형성된다.
상기 내측프레임(110)이 상기 외측프레임(130)의 내부에 삽입되어 설치되면, 상기 내측프레임(110)의 내측벽(114) 외면과 상기 외측프레임(130)의 외측벽(134) 내면 사이에 유로(144)가 형성된다.
상기 내측프레임(110)과 외측프레임(130)은 체결구(146)에 의해 서로 체결된다. 상기 체결구(146)는 상기 내측제1플랜지(116)의 제1체결공(116')과 외측플랜지(136)의 제1체결공(36')에 동시에 체결되고, 상기 내측제2플랜지(118)의 제2체결공(118')과 외측프레임(130)의 제2체결공(128')에 동시에 체결된다.
한편, 상기 내측제1플랜지(16)와 외측플랜지(36)의 제1 장착공(16",36")을 관통하여서는 장착구(147)가 설치된다. 상기 체결구(146)와 장착구(147)는 그 체결방향이 서로 반대이고 교대로 구비된다.
한편, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 외측프레임(130)의 외측벽(134)이나 상기 외측단부판(140) 또는 상기 내측단부판(120) 등에서는 상기 유로(144)로 냉각수를 공급하고 배출하는 공급구와 배출구(도시되지 않음)들이 구비될 수 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 수냉식 전동기의 프레임장치가 조립되고 사용되는 것을 상세하게 설명한다.
본 발명의 프레임장치에서는 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)이 시일(24,26)을 사이에 두고 체결구(46)에 의해 결합된다. 상기 내측프레임(10)에는 상기 고정자(50)가 압입되어 있는 상태이다. 그리고 상기 고정자(50)의 내측에는 상기 회전자(52)가 설치되고 상기 회전축(54)의 일단부는 상기 내측단부판(20)의 축공(22)에 지지된 상태가 된다.
이 상태에서 상기 외측프레임(30)과 내측프레임(10)을 결합한다. 상기 외측프레임(30)의 외측내부공간(32)에 상기 내측프레임(10)의 내측제2플랜지(18)의 외면이 압입되도록 한다.
이때, 상기 내측프레임(10)의 선단과 상기 외측프레임(30)의 외측단부판(40) 내면 사이에 상기 제1시일(24)이 압착되고, 상기 내측제1플랜지(16)와 상기 내측제2플랜지(18)의 사이에 제2시일(26)이 압착된다.
그리고, 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)은 체결구(46)들에 의해 서로 체결된다. 상기 체결구(46)들은 위에서 설명된 바와 같이, 내측프레임(10)과 외측프레임(30) 사이를 서로 체결하게 된다.
위에서 설명된 바와 같이 내측프레임(10)과 외측프레임(30)이 서로 결합되고 상기 내측프레임(10)의 내측내부공간(12)에 상기 고정자(50), 회전자(52) 그리고 회전축(54)이 설치된 상태가 되면 전동기의 조립이 완성된 것이다.
한편, 도 6을 참고하여 상기 내측프레임(110)과 외측프레임(130)의 결합작업이 보다 용이하게 이루어지는 것을 설명한다. 상기 내측프레임(110)과 외측프레임(130)이 결합되는 과정에서 상기 내측프레임(110)의 선단이 상기 외측프레임(130)의 외측내부공간(132)으로 들어간다.
상기 내측프레임(110)의 선단이 상기 외측내부공간(132)의 내측 끝에 접근했을 때, 상기 내측프레임(110)의 내측내부공간(112)의 입구 가장자리가 상기 제2가이드(137)의 가이드경사면(137')에 안내되기 시작한다. 물론, 상기 제2가이드(137)의 폭(P')이 상기 제1가이드(117)의 폭(P)보다 큰 경우에 그러하다. 만약, 제1가이드(117)의 폭(P)이 제2가이드(137)의 폭(P')보다 크다면 상기 제1가이드(117)의 가이드경사(117')에 상기 외측프레임(130)의 외측내부공간(132)의 입구가장자리가 먼저 안내된다.
이와 같이 제1 및 제2가이드(117,137)는 내측프레임(110)과 외측프레임(130)이 서로 결합되는 것을 안내하면서도, 동시에 제1가이드(117)와 제2가이드(137)가 상대측과 결합되지 않으므로 결합작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 다시 도 1에 도시된 실시예를 참고하여 설명하는데, 조립이 완성된 전동기는 외부에서 전원이 공급되면 상기 고정자(50)와 회전자(52) 사이의 전자기적 상호작용이 발생하고, 상기 회전자(52)가 회전하여 상기 회전축(54)의 회전을 만들어낸다. 상기 회전축(54)의 회전은 외부로 전달되어 사용되는데, 예를 들어 전기자동차에서는 자동차의 구동을 위한 구동력으로 사용된다.
상기와 같이 전동기가 동작하는 과정에서 상기 고정자(50)와 회전자(52) 등에서 많은 열이 발생하게 된다. 이와 같은 열은 외부로 배출되지 않으면 상기 고정자(50)나 회전자(52)가 제대로 동작되지 않게 된다.
따라서, 상기 유로(44)로 냉각수를 공급하여 상기 고정자(50)나 회전자(52)에서 발생한 열을 외부로 배출하게 된다. 즉, 상기 유로(44)로 전달된 냉각수는 상기 내측프레임(10)의 내측벽(14)으로 전달된 열을 흡수한다. 상기 냉각수는 열을 흡수한 상태로 상기 유로(44)를 통과하여 상기 유로(44)의 외부로 유동되고, 외부에서는 외부공기 등과 열교환하여 외부로 열을 방출하게 된다. 이와 같이 냉각수를 통해 외부로 열이 배출됨에 의해 전동기는 그 성능을 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
예를 들면, 도시된 실시예에서는 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)이 모두 원통형상으로 만들어졌으나, 반드시 그러할 필요는 없다. 상기 회전자(52)는 회전하므로 횡단면이 원형상이어야 하나 상기 고정자의 외면은 원형일 필요는 없으므로, 상기 내측프레임(10)의 내측내부공간(12)이 원통일 필요는 없다.
그리고, 상기 내측내부공간(12)이 원통형상이더라도, 상기 외측내부공간(32)이 원통형상일 필요는 없고 외측벽(34)의 횡단면이 다각형상으로 될 수도 있다.
한편, 본 발명에서 상기 내측단부판(20)과 외측단부판(40)은 각각 내측프레임(10)과 외측프레임(30)에 별도로 만들어져 장착될 수 있다. 이와 같이 하게 되면 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)이 결합됨에 의해 상기 유로(44)가 형성되고, 상기 고정자(50), 회전자(52) 그리고 회전축(54)은 상기 내측프레임(10)과 외측프레임(30)의 결합 후에 조립될 수도 있다. 이와 같은 경우 기존의 프레임장치와 부품수는 비슷하지만 열박음 공정이나 용접공정은 실시되지 않으므로 조립과정에서의 열에 의한 불량은 발생하지 않게 된다.
또한, 상기 제1가이드(117)와 제2가이드(137)는 상기 내측프레임(110)의 외면과 상기 내측프레임(1130)의 일측 내면을 둘러 원형으로 형성되는 것이다. 반드시 전체적으로 연결된 원형으로 되어야 하는 것은 아니고, 중간 중간에 끊어진 구간이 있을 수도 있다.
10: 내측프레임 12: 내측내부공간
14: 내측벽 16: 내측제1플랜지
16': 제1체결공 18: 내측제2플랜지
18': 제2체결공 20: 내측단부판
22: 축공 24: 제1시일
26: 제2시일 30: 외측프레임
32: 외측내부공간 34: 외측벽
36: 외측플랜지 36': 제1체결공
38'; 제2체결공 40: 외측단부판
42: 축공 44: 유로
50: 고정자 52: 회전자
54: 회전축 110: 내측프레임
112: 내측내부공간 114: 내측벽
116: 내측제1플랜지 116': 제1체결공
117: 제1가이드 117': 가이드경사면
118: 내측제2플랜지 118': 제2체결공
120: 내측단부판 122: 축공
124: 제1시일 126: 제2시일
130: 외측프레임 132: 외측내부공간
134: 외측벽 136: 외측플랜지
136': 제1체결공 136": 장착공
137: 제2가이드 137': 가이드경사면
138'; 제2체결공 140: 외측단부판
142: 축공 144: 유로
150: 고정자 152: 회전자
154: 회전축

Claims (16)

  1. 내부에 내측내부공간이 형성되고 내측단부판이 상기 내측내부공간의 일단부를 차폐하고 상기 내측내부공간의 타단부가 개방되며 양단부를 둘러 내측제1플랜지와 내측제2플랜지가 돌출되어 형성되는 내측프레임과,
    상기 내측프레임이 안착되는 외측내부공간이 내부에 형성되고 외측단부판이 상기 외측내부공간의 타단부를 차폐하고 상기 외측내부공간의 일단부가 개방되며 상기 외측내부공간이 개방된 일단부 쪽의 외면을 둘러 상기 내측제1플랜지와 결합되는 외측플랜지가 형성되는 외측프레임을 포함하고,
    상기 내측프레임이 상기 외측프레임의 외측내부공간 내에 삽입되어 결합됨에 의해 상기 내측프레임의 외면과 상기 외측프레임의 내면 사이에 유로가 형성되어 냉각수가 유동되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내측프레임의 내측제1플랜지와 상기 외측프레임의 외측플랜지가 서로 체결구에 의해 체결되고, 상기 내측프레임의 내측제2플랜지가 상기 외측프레임의 외측내부공간의 내면에 삽입되며 상기 내측제2플랜지가 상기 외측프레임의 외측단부판 가장자리에 대응되는 부분과 체결구에 의해 체결되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 내측프레임의 개방된 타단부와 상기 외측프레임의 타단부를 폐쇄하는 외측단부판의 내면 사이에 제1시일이 설치되고, 상기 내측프레임의 내측제1플랜지와 상기 외측프레임의 외측플랜지의 사이에 제2시일이 설치되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 내측프레임과 외측프레임은 각각 원통형상으로 형성되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측프레임의 외측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 내측프레임의 외측에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제1가이드가 구비되고, 상기 내측프레임의 내측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 상기 외측프레임의 내면에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제2가이드가 구비되는 수냉식 전동기의 프레임장치.

  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1가이드와 제2가이드는 그 폭이 서로 다르게 형성되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 내측단부판과 외측단부판의 중앙을 관통하여 각각 축공이 형성되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 내측단부판이 상기 내측프레임과 별개로 만들어져 장착되고, 상기 외측단부판이 상기 외측프레임과 별개로 만들어져 장착되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  9. 내부에 내측내부공간이 형성되고 내측단부판이 상기 내측내부공간의 일단부를 차폐하고 상기 내측내부공간의 타단부가 개방되는 내측프레임과,
    상기 내측프레임이 안착되는 외측내부공간이 내부에 형성되고 외측단부판이 상기 외측내부공간의 타단부를 차폐하고 상기 내측프레임의 내측단부판과 마주보는 일단부가 개방되는 외측프레임을 포함하고,
    상기 내측프레임이 상기 외측프레임의 외측내부공간 내에 삽입되어 상기 내측프레임의 외면과 상기 외측프레임의 내면 사이에 유로가 형성되어 냉각수가 유동되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 외측내부공간이 개방된 쪽의 외측프레임과 내측프레임의 사이에 제1시일이 압착되고 상기 내측내부공간이 개방된 쪽의 내측프레임과 외측프레임의 사이에 제2시일이 압착되어 설치되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 내측프레임의 폐쇄된 일단부의 외면을 둘러서는 내측제1플랜지가 구비되고 반대쪽 단부의 외면을 둘러서는 내측제2플랜지가 구비되며, 상기 외측프레임의 개방된 일단부의 외면을 둘러서는 상기 내측제1플랜지와 결합되는 외측플랜지가 구비되어 상기 내측제1플랜지와 외측플랜지가 체결구로 체결되고 상기 내측제2플랜지와 상기 외측프레임이 체결구로 체결되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 내측제2플랜지의 외경은 상기 외측프레임의 외측내부공간의 내면에 삽입되도록 설계되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측프레임의 외측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 내측프레임의 외측에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제1가이드가 구비되고, 상기 내측프레임의 내측내부공간 입구 가장자리와 대응되는 상기 외측프레임의 내면에는 선단에 가이드경사면이 형성된 제2가이드가 구비되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1가이드와 제2가이드는 그 폭이 서로 다르게 형성되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 내측단부판과 외측단부판의 중앙을 관통하여 각각 축공이 형성되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 내측단부판이 상기 내측프레임과 별개로 만들어져 장착되고, 상기 외측단부판이 상기 외측프레임과 별개로 만들어져 장착되는 수냉식 전동기의 프레임장치.
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